量子通信得到突破！是降噪耳機給的啟發(fā)

科學(xué)家利用類似于降噪耳機的原理，制造出了可以消除雜光輸出單個光子的光源。

這張放大的效果圖中顯示了砷化鎵（GaAs）芯片的結(jié)構(gòu)。下方的粉紅色錐形表示入射的經(jīng)典激光。中間的藍色區(qū)域表示砷化銦（InAs），當(dāng)經(jīng)典激光通過的時候會產(chǎn)生單個光子。上方的粉紅色錐形和藍色錐形分別表示射出的經(jīng)典激光和單光子，借助單光子便可以實現(xiàn)絕對安全的保密通信。

量子通信是一種對前景光明的未來通信技術(shù)。借助量子通信，我們可以和醫(yī)生、銀行、稅務(wù)部門進行絕對安全的溝通，不必擔(dān)心私人數(shù)據(jù)泄露。甚至，一旦有人試圖盜取機密信息，我們也可以立即知曉。

然而，要想建立量子網(wǎng)絡(luò)，并以量子通信為標準通信方式，我們還有很多技術(shù)難題需要克服，而其中最關(guān)鍵的一個是如何收發(fā)量子數(shù)據(jù)。在這一方面，斯坦福大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種新型量子光源，它或許能夠成為未來量子通信的基礎(chǔ)。該研究團隊在《自然·光子學(xué)》上發(fā)布了他們的這項研究成果。

量子通信的物理原理比較復(fù)雜。目前的標準激光源不適合用于保密通信，因為這種激光源發(fā)出的是“經(jīng)典”的光，我們無法判斷其攜帶的信息是否已經(jīng)被竊取。相比之下，量子通信網(wǎng)絡(luò)中使用的是量子光源發(fā)出的單個光子。光子是光的最小單位，一旦有人對其實施測量，就會破壞這個攜帶信息的光子。因此，高效的量子光源便成為量子通信系統(tǒng)中的重要一環(huán)。

Jelena Vuckovic是這篇文章的主要作者（senior author），她是斯坦福大學(xué)電氣工程專業(yè)的教授，近年來正在研究納米尺寸激光源以及相關(guān)的量子技術(shù)。她希望將傳統(tǒng)計算機中依靠電信號通信的方式改進為光信號通信，從而提高計算機的通信速率。她帶領(lǐng)博士生Kevin Fischer等人改進了一種納米激光源，使其可以高效地產(chǎn)生單光子，用于量子通信。

Vuckovic說：“這項研究的關(guān)鍵在于如何辨認單光子，因為單光子的強度比光源所產(chǎn)生的雜光的強度弱很多。為此，我們找到了一種濾除雜光的方法，從而大大提升了裝置識別光子信號的能力。”

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